一种电化学装置的制备方法，包括：S10：提供正极极片、负极极片和隔膜，将所述正极极片、所述隔膜和所述负极极片进行卷绕或叠片形成电极组件，将所述电极组件封装后得到干电化学装置；S20：安装所述干电化学装置；S30：将电解液注入所述干电化学装置内，得到电化学装置，并对所述电化学装置进行初始活化。另外，还提供一种电化学装置，所述电化学装置利用上述方法制备而成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及电池，尤其是涉及一种电化学装置的制备方法及利用该方法制备的电化学装置。
技术介绍
1、随着锂离子电池在电动汽车和储能领域的广泛应用，如何解决锂离子电池的成本问题和安全问题对于锂离子电池的发展变得更加重要。在锂离子电池制造过程中，水分是影响电池品质和安全性的重要因素之一。为确保锂离子电池的性能，在锂离子电池制造过程中必须严格控制各个环节的水分。
2、技术问题
3、通常，锂离子电池制造的各个环节都需要通过干燥或烘烤等方式对水分进行控制。由于在每个工序都需要进行严格的水分控制，极大地增加了锂离子电池的制造成本，同时也增加了gwh电芯产能的设备固定资产投入。而且，传统的锂离子电池由于其在出厂前就注入了电解液，故需要按危险品进行存储和运输，而且对温度、湿度等要求较高，增加了存储和运输成本以及安全风险。
4、技术方案
5、本申请的目的是提供一种电化学装置的制备方法及电化学装置，简化了电化学装置的制备工艺，减少了成本，且干电化学装置的存储和运输要求较传统锂离子电池大大降低。
6、本申请的一实施例提供一种电化学装置的制备方法，所述方法包括：
7、s10：提供正极极片、负极极片和隔膜，将所述正极极片、所述隔膜和所述负极极片进行卷绕或叠片形成电极组件，将所述电极组件封装后得到干电化学装置；
8、s20：安装所述干电化学装置；
9、s30：将电解液注入所述干电化学装置内，得到电化学装置；以及对所述电化学装置进行初始活化。
10、上述干电化学装置指不含电解液的电化学装置。本申请提供的电化学装置的制备方法，与传统的锂离子二次电池制备方法相比，干电化学装置在安装使用前不需要注入电解液，大大简化了制备工艺和成本，并且干电化学装置的存储和运输要求以及成本较传统锂离子电池也大大降低。本申请的干电化学装置的制造过程可以省去除湿、切片、抽真空、烘烤、注液、化成、老化、分容等工序，大大降低了厂房和设备的投资及运营维护的成本。传统锂离子二次电池的制备流程与本申请中干电化学装置的制备流程如图1及图2所示(其中，图1为传统锂离子二次电池的制备流程图，图2为本申请中干电化学装置的制备流程图)。上述干电化学装置制造过程中无需控制环境湿度以及正负极极片中的含水量，进一步降低了设备投资和制造成本。此外，传统的锂离子二次电池需要按危险品进行存储和运输；而本申请的干电化学装置不含电解液，可以按普通物品进行存储和运输，对温度、湿度等要求都比较低，对存储和运输没有特殊要求，显著降低了存储和运输成本，同时也解决了存储和运输过程中的安全问题。
11、本申请的一实施例提供一种电化学装置的制备方法，所述方法包括：
12、s10：提供正极极片、负极极片和隔膜，将所述正极极片、所述隔膜和所述负极极片进行卷绕或叠片形成电极组件，将所述电极组件置入壳体内，并用至少一个端盖将所述壳体封装后得到干电化学装置；其中，该至少一个端盖上贯穿设有与所述壳体的内腔连通的注液孔和排气孔；
13、s20：将所述干电化学装置安装在所需位置处，将注液管与所述注液孔连通，并将排气管与所述排气孔连通；
14、s30：通过所述注液管向所述干电化学装置内注入电解液，同时，所述壳体内的气体或者过量的电解液通过所述排气孔排出，从而得到电化学装置；以及
15、s40：对所述电化学装置进行初始活化。
16、在使用前，对干电化学装置进行安装，然后注入电解液进行初始活化。
17、上述方法改变了传统锂离子电池的制造流程，由于在步骤s10即干电化学装置制造过程中没有注入电解液，从而使制造、存储和运输中的安全风险大大降低。在不含有电解液的干电化学装置被运输到目的地之后，对所制备的干电化学装置进行安装并注入电解液以形成电化学装置，然后在所述电化学装置投入使用之前初始激活所述电化学装置。该电化学装置在使用过程中可以对其进行维护和维修(例如更换部件、补充或更换电解液、加入电解液添加剂(re-conditioner)等措施)，以延长电化学装置的使用寿命。
18、在一种可实现的方式中，所述s30步骤，具体包括：
19、向所述干电化学装置内注入第一电解液，并对所述干电化学装置进行第一次充电，以除去所述干电化学装置内的水分，然后将所述第一电解液及反应副产物排出；
20、向所述干电化学装置内注入第二电解液，得到电化学装置，并对所述电化学装置进行第二次充电，以完成所述电化学装置的活化(包括在所述电极组件表面形成sei膜)，从而得到活化后的电化学装置。
21、在一种可实现的方式中，所述第一次充电将所述干电化学装置充电至10％-90％soc。
22、在一种可实现的方式中，在所述第一次充电过程中以小于或等于0.5c的恒流电流对所述干电化学装置进行充电。
23、在一种可实现的方式中，所述s30步骤，具体包括：
24、向所述干电化学装置内注入特定的电解液，得到电化学装置；其中，所述特定的电解液能够与所述干电化学装置内的水分发生反应；
25、对所述电化学装置进行充电，进一步除去所述电化学装置内的水分，并完成所述电化学装置的活化(包括在所述电极组件表面形成sei膜)，从而得到活化后的电化学装置。
26、在一种可实现的方式中，在将电解液注入所述干电化学装置内之前，先对所述干电化学装置进行物理除水，然后再将所述电解液注入所述干电化学装置内。
27、在一种可实现的方式中，对所述干电化学装置进行物理除水，具体包括：
28、对所述干电化学装置进行烘烤和/或抽真空处理，将所述干电化学装置内的水分(本专利技术中主要指正极极片中的水分)降到600ppm以下，或者400ppm以下，或者200ppm以下。
29、在一种可实现的方式中，所述电极组件为卷绕式电极组件，所述电极组件由所述正极极片、所述隔膜和所述负极极片卷绕形成。
30、在一种可实现的方式中，所述电极组件还包括中心管，所述电极组件由所述正极极片、所述隔膜和所述负极极片绕所述中心管卷绕形成。
31、在一种可实现的方式中，所述电极组件为叠片式电极组件，所述电极组件为所述正极极片、所述隔膜和所述负极极片间隔堆叠形成。
32、在一种可实现的方式中，所述正极极片的制备过程、所述负极极片的制备过程和/或所述干电化学装置的制备过程是在不控制湿度的普通环境中进行，或者在湿度等于或小于60％但等于或大于1％的环境中进行，或者在湿度等于或小于60％但等于或大于10％的环境中进行，或者在湿度等于或小于60％但等于或大于30％的环境中进行。
33、本申请的另一实施例还提供一种电化学装置，所述电化学装置利用以上所述的方法制备而成。
34、在一种可实现的方式中，所述电化学装置为叠片式电化学装置。
35、在一种可实现的方式中，所述电化学装置为卷绕式电化学装置，所述电化学装置包括卷芯、壳体和至少一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电化学装置的制备方法，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述正极极片的制备过程、所述负极极片的制备过程和/或所述干电化学装置的制备过程是在不控制湿度的环境中进行，或者在湿度等于或小于60％但等于或大于1％的环境中进行，或者在湿度等于或小于60％但等于或大于10％的环境中进行，或者在湿度等于或小于60％但等于或大于30％的环境中进行。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将电解液注入所述干电化学装置内之前，先对所述干电化学装置进行物理除水，然后再将所述电解液注入所述干电化学装置内。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述干电化学装置进行物理除水，具体包括：
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述S30步骤，具体包括：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一电解液不包含容易与水反应的锂盐，所述容易与水反应的锂盐包括六氟磷酸锂。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一电解液的组分包括LiTFSI、LiFSI和高氯酸锂中的至少一种。
>8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一次充电将所述干电化学装置充电至10％-90％SOC。9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述第一次充电过程中以小于或等于0.5C的恒流电流对所述干电化学装置进行充电。
10.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述S30步骤，具体包括：
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述特定的电解液中包含添加剂A，所述添加剂A包括酸酐类化合物、硅氮烷类化合物、异氰酸酯类化合物和亚胺类化合物中的至少一种。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述酸酐类化合物包括丙酸酐、马来酸酐和磺酸酐中的至少一种；所述硅氮烷类化合物包括六甲基二硅氮烷和七甲基二硅氮烷中的至少一种；所述异氰酸酯类化合物包括TMSNCO和PTSI中的至少一种；所述亚胺类化合物包括环己基碳二亚胺和N，N-二异丙基碳二亚胺中的至少一种。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S10步骤，在封装得到所述干电化学装置之后，向所述干电化学装置中充入惰性气体。
14.一种电化学装置，其特征在于，所述电化学装置利用如权利要求1-13中任一项所述的电化学装置的制备方法制备而成。
15.如权利要求14所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置为卷绕式电化学装置，所述电化学装置包括卷芯、壳体和端盖，所述卷芯位于所述壳体内；所述壳体的端部设有开口，所述端盖设置于所述壳体的开口处；所述端盖上设有排气孔和注液孔。
16.如权利要求15所述的电化学装置，其特征在于，所述壳体的相对两端均设有开口，第一端盖和第二端盖分别设置于所述壳体相对两端的开口处；所述排气孔和所述注液孔分别设置于所述第一端盖和所述第二端盖上，或者同时设置于所述第一端盖上或所述第二端盖上。
17.如权利要求15所述的电化学装置，其特征在于，所述排气孔处设有排气阀，所述排气阀与所述排气孔连通；和/或，所述注液孔处设有注液阀，所述注液阀与所述注液孔连通。
18.如权利要求17所述的电化学装置，其特征在于，所述排气孔处设有排气管，所述排气管与所述排气孔连通，所述排气阀设置于所述排气管上；和/或，所述注液孔处设有注液管，所述注液管与所述注液孔连通，所述注液阀设置于所述注液管上。
19.如权利要求15所述的电化学装置，其特征在于，所述卷芯的中心设有中心管，所述卷芯由正极极片、隔膜和负极极片绕所述中心管卷绕形成。
20.如权利要求19所述的电化学装置，其特征在于，所述中心管位于所述壳体内，且所述中心管的两端均未伸出所述壳体外。
21.如权利要求19所述的电化学装置，其特征在于，所述中心管位于所述壳体内，所述中心管的端部穿过所述端盖后伸出至所述壳体外。
22.如权利要求21所述的电化学装置，其特征在于，所述壳体的相对两端均设有开口，第一端盖和第二端盖分别设置于所述壳体相对两端的开口处；所述中心管的一端穿过所述第一端盖后伸出至所述壳体外，所述中心管的另一端穿过所述第二端盖后伸出至所述壳体外。
23.如权利要求19所述的电化学装置，其特征在于，所述中心管内设置有用于对所述电化学装置进行温度调节的冷却液或者高温流体。
24.如权利要求23所述的电化学装置，其特征在于，所述中心管上设有破孔，所述破孔位于所述壳体内；所述破孔内设有密封材料，所述密封材料密封所述破孔。
25.如权利要求24...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种电化学装置的制备方法，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述正极极片的制备过程、所述负极极片的制备过程和/或所述干电化学装置的制备过程是在不控制湿度的环境中进行，或者在湿度等于或小于60％但等于或大于1％的环境中进行，或者在湿度等于或小于60％但等于或大于10％的环境中进行，或者在湿度等于或小于60％但等于或大于30％的环境中进行。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将电解液注入所述干电化学装置内之前，先对所述干电化学装置进行物理除水，然后再将所述电解液注入所述干电化学装置内。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述干电化学装置进行物理除水，具体包括：
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述s30步骤，具体包括：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一电解液不包含容易与水反应的锂盐，所述容易与水反应的锂盐包括六氟磷酸锂。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一电解液的组分包括litfsi、lifsi和高氯酸锂中的至少一种。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一次充电将所述干电化学装置充电至10％-90％soc。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述第一次充电过程中以小于或等于0.5c的恒流电流对所述干电化学装置进行充电。
10.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述s30步骤，具体包括：
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述特定的电解液中包含添加剂a，所述添加剂a包括酸酐类化合物、硅氮烷类化合物、异氰酸酯类化合物和亚胺类化合物中的至少一种。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述酸酐类化合物包括丙酸酐、马来酸酐和磺酸酐中的至少一种；所述硅氮烷类化合物包括六甲基二硅氮烷和七甲基二硅氮烷中的至少一种；所述异氰酸酯类化合物包括tmsnco和ptsi中的至少一种；所述亚胺类化合物包括环己基碳二亚胺和n，n-二异丙基碳二亚胺中的至少一种。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s10步骤，在封装得到所述干电化学装置之后，向所述干电化学装置中充入惰性气体。
14.一种电化学装置，其特征在于，所述电化学装置利用如权利要求1-13中任一项所述的电化学装置的制备方法制备而成。
15.如权利要求14所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置为卷绕式电化学装置，所述电化学装置包括卷...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴扬，文娟·刘·麦蒂斯，何振亮，
申请(专利权)人：微宏公司，
类型：发明
国别省市：
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